• 제목/요약/키워드: 인공구조물의 영향

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상호정보량 기법과 인공신경망을 이용한 실시간 강우 자료 보정 (Calibration of Real Time Rainfall Data Using Mutual Information and Artificial Neural Network)

  • 성경민;구여주;김태순;허준행
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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    • pp.1269-1273
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    • 2010
  • 이러한 강우자료의 결측값이나 오자료를 보정하는 것은 그 유역의 정확한 수문학적 특성 파악 및 안전한 수공구조물의 설계에 영향을 미치게 되므로 매우 중요하다고 할 수 있다. 최근 이러한 강우자료를 비선형적 모델인 인공신경망(Artificial Neural Network)을 이용하여 보정하는 연구가 활발히 진행되고 있다(오재우 등, 2008). 그러나 이러한 인공신경망을 적용하는 경우, 선택한 신경망 구조의 형태와 학습(training)을 위해 사용되는 자료가 전체 자료의 특성을 반영하고 있는 정도에 따라 정확도에 차이를 보인다(한광희 등, 2010). 따라서 자료보정을 위한 입력 자료의 선택은 인공신경망을 이용한 결측치 보정의 중요한 과정이다. 본 연구에서는 이러한 입력 자료의 선택을 위한 여러 가지 기법 중 입력 변수간의 상호정보량 (Mutual Information)을 이용한 방법을 적용하여 대상 결측 지점을 보정할 강우지점을 선별한 후 선택된 지점만으로 인공신경망을 구성하여 강우자료를 보정하고 주변 자료를 모두 이용한 결과와 상관성분석으로 얻어진 결과와 비교하였다.

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다단계민감도 분석 및 인공신경망을 이용한 최적 계측시스템 선정기법 (Optimum Design of Structural Monitoring System using Artificial Neural Network and Multilevel Sensitivity Analysis)

  • 김상효;김병진
    • 전산구조공학
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    • 제10권4호
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    • pp.303-313
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    • 1997
  • 계측점의 규모가 제한되어 있는 경우에 대형구조물의 모든 부재의 손상을 추정하는 것은 기술적으로 불가능하다. 따라서 본 연구에서는 최근에 국내외에서 많이 연구되고 있는 인공신경망이론을 이용하여 구조물의 손상을 추정하는 기법을 개발하였으며, 대형구조물의 손상을 계측자료로부터 보다 효과적으로 평가하기 위해 두 단계로 수행되는 손상부재 평가과정을 개발하였다. 먼저 합리적인 평가대상 부재선택을 위해 구조물의 파괴 또는 이상거동 등에 가장 큰 영향을 미치는 부재를 민감도분석을 통해 선정한 후, 선정된 부재의 손상추정에 가장 영향을 미치는 계측점과 적절한 계측기의 수를 민감도분석기법을 이용해 선정하는 기법이다. 다양한 예제를 통하여 본 연구에서 제안된 방법들의 적용가능성을 검증한 결과, 본 연구에서 개발한 기법을 적용하면 제한된 수의 계측자료를 가지고 보다 효과적으로 대형구조물의 파괴나 이상거동을 사전에 감지할 수 있는 것으로 분석되었다.

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터널굴착 현장에 인접한 지상구조물의 안전성 평가용 전문가 시스템의 개발 (Development of a Network Expert System for Safety Analysis of Structures Adjacent to Tunnel Excavation Sites)

  • 배규진;김창용;신휴성;홍성환
    • 화약ㆍ발파
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    • 제17권4호
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    • pp.67-88
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    • 1999
  • 터널굴착으로 발생되는 지반침하는 지상구조물의 변형을 유발할 수도 있으므로 터널굴착전에 지상구조물의 안전성 평가가 선행되어야 한다. 이러하여 본 연구에서는 전문가의 포함된 터널현장의 지표침하를 예측하고, 이를 기반으로 지상구조물의 안전성 평가를 수행하는 전문가 시스템 NESSS(Neural network Export System for Adjacent Structure Safety Analysis)를 개발하였다. NESASS는 인공신경망을 이용하여 기존 터널현장의 지표침하 계측자료로 작성된 데이터베이스 자료를 학습자료로 하여 학습을 수행하고, 이를 기반으로 터널현장의 지표침하 트라프를 추론한다. 또한 추론된 지상구조물 기초부 변형을 기반으로 계산된 평가 매개변수(angular distortion 등)의 혀용 한계치를 이용하여 건물의 안전성을 평가하고 Dulacska의 균열평가 모델을 이용하여 지상구조물의 균열양상을 예측한다. 따라서, 본 연구에서는 지표침하의 주 영향인자들을 선정하고 이를 분류항목으로 이용, 서울지하철 일부구간의 지표침하 계측자료를 수집, 정리하여 데이터베이스화를 추진하였다. 그리고 인공신경망 구조에 관련된 매개변수 연구를 수행하여 개발된 NESASS의 인공신경망 구조의 신뢰도를 확인하였으며 기수행된 침하계측 결과치와 비교하여 지표침하 예측능력도 조사하였다. 또한 NESASS를 이용하여 실제 터널현장을 모델로 설정, 지상구보물의 안전성 평가를 수행해 봄으로써 NESASS의 실무적용성을 아울러 확인하였다.

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강진지속시간 기준 개선을 위한 원전 격납구조물의 지진응답해석 (Seismic Response Analysis of NPP Containment Structures to Improve the Guidelines of Strong Motion Duration)

  • 허정원;정호섭;김재민;현창헌
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제15권4호
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    • pp.33-43
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    • 2011
  • 이 논문은 원전구조물의 내진설계에 적용되는 인공지진파의 강진지속시간과 포락함수에 대한 현행 국내 설계기준의 개선과 보완을 위해서 필요한 기반연구에 관한 내용을 다루고 있다. USNRC와 ASCE 4-98에서 제안한 응답스펙트럼과 강진지속시간에 대한 규정이 현재 통상적으로 사용되고 있으며, 첫 번째로 두 기준에 대한 비교와 검토를 수행하였다. 다음으로 총 209개의 암반사이트에서 실제 계측된 규모 5.0 이상인 강진기록을 ASCE 4-98의 강진지속시간기준에 적용한 결과를 통계 처리하여 지진규모에 대한 함수로 표현되는 강진지속시간의 실험적 예측모델을 제시하였다. 마지막으로 강진지속시간이 원전구조물의 지진응답특성에 미치는 영향을 파악하기 위하여 6초에서 20초까지 약 2초 간격으로 강진지속시간을 달리하는 10가지 Case에 대한 인공지진파를 각 30개씩 작성하고, 이들을 적용하여 대만 Hualien 지진시험구조물과 국내 울진 원자력발전소 원자로 격납구조물에 대한 광범위한 지진응답해석을 수행하고 그 결과를 분석하였다.

터널굴착 현장에 인접한 지상구조물의 안전성 평가용 전문가 시스템의 개발 (1) -전문가 시스템 개발 및 신뢰성 검증을 중심으로 (Development of a Neural Network Expert System for Safety Analysis of Structures Adjacent to Tunnel Excavation Sites Focused on Development and Reliability Evaluation of Expert System)

  • 배규진;신휴성
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제14권2호
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    • pp.107-126
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    • 1998
  • 터널굴착으로 발생되는 지반침하는 지상구조물의 변형을 유발할 수도 있으므로 터널굴착 전에 지상구조물의 안전성 평가가 요구된다. 이러한 변형에 대한 구조물의 안전성을 평가하기 위하여 본 연구에서는 터널현장의 지반침하를 예측하고, 이를 기반으로 지상구조물의 안정성 평가를 수행하는 전문가 시스템 NESASS(Neural Network Expert System for Adjacent Structure Safety analysis)를 개발하였다. NESASS는 인공신경망을 이용, 터널현장의 지반침하 계측자료로 작성된 데이터베이스 자료를 학습자료로 하여 학습을 수행하고, 이를 기반으로 터널현장의 지반침하 트라프를 추론한다. 또한 일반구조물의 안전성을 평가하는데 이용되고 있는 인자, 즉 각변형(angular distortion)과 처징비 (deflection ratio) 등을 이용하여 지상건물의 안전성을 평가함과 아울러 Dulacska의 균열평가 모델 을 이용하여 건물의 균열양상을 예측한다. 본 연구에서는 서울지하철 현장을 대상으로 113개 계측측선의 지반침하 계측자료를 수집 정리하고 지반침하의 주 영향인자들을 선정하여. 이들을 데이터베이스화하였다. 그리고 인공신경망 구조에 관련된 매개변수 연구를 수행하여 구축된 데이터베이스에 대한 최적 인공신경망 모델을 선정하였다. 또한 현장자료와의 비교를 통하여 NESASS의 지반침하 예측능력을 조사하고, 현장자료를 이용하여 지상구조물에 대한 안전성 평가의 신뢰성을 평가함으로써 NESASS의 실무 적용성을 확인 하였다.

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설계용 스펙트럼에 적합한 인공지진동을 입력한 철근콘크리트 구조물의 지진응답 특성의 고찰 (Seismic Response of R/C Structures Subjected to Artificial Ground Motions Compatible with Design Spectrum)

  • 전대한;강호근
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제12권1호
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    • pp.1-9
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    • 2008
  • 건축물의 지진응답해석에서 입력지진동은 구조물의 비선형 응답에 중요한 영향을 미치는 요소이다. 지진동의 특성은 표층지반의 성질과 국부적인 지반 조건에 따른 여러 가지 인자에 의해 그 특성이 결정되기 때문에 구조물의 지진응답해석에서 일반성을 갖는 입력지진동을 선정하는 것은 매우 어려운 문제이다. 본 논문은 내진설계용 스펙트럼에 적합한 인공지진동파형을 작성한 후, 작성된 인공지진동에 의한 철근콘크리트 다층 골조구조물의 탄소성 응답특성을 분석한 것이다. 여기서 작성된 인공지진동파형은 과거 비교적 큰 규모의 지진에서 얻어진 기록지진동과 동일한 위상각을 가지며, 감쇠정수 h=5%일 때의 내진설계용 스펙트럼과 거의 일치하도록 작성하였다. 입력지진동의 탄성 가속도 응답스펙트럼이 동일한반면, 각 입력지진동띄 위상특성이 다른 인공지진동을 입력하여 다자유도 골조 구조물의 지진응답을 분석하여 건축물의 내진설계용 지진동으로서 타당성을 확인하는 것이 목적이다. 본 논문에서 작성된 인공지진동은 기록지진동에 비해 지진응답치가 안정된 값을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 그러므로 다층 골조구조물의 비선형 지진응답해석용 입력지진동으로 타당성이 높다고 사료되며, 비선형 지진응답해석용 입력지진동의 강도를 탄성 가속도 응답스펙트럼으로 규준화 하는 것이 합리적이라고 사료된다.

풍동실험을 활용한 전주시 도심의 풍속변화에 대한 연구

  • 황지욱;유기표;안득수
    • 한국환경과학회:학술대회논문집
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    • 한국환경과학회 2006년도 추계 학술발표회 발표논문집
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    • pp.47-51
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    • 2006
  • 전주시의 도심 내에 고층건물의 건설전과 후의 풍속변화를 알아보기 위한 풍동실험을 통하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 고층건물의 건설은 도심주변의 풍속변화에 절대적 영향을 끼치는 요소인 것으로 파악되었다. 특히 건설 후에 최소 50% ${\sim}$ 최대 90%까지 풍속이 감소하는 부분이 발생하고 있다는 점은 고층건물과 같은 인공구조물의 건축과 입지가 주변의 기류변화가 급격한 영향을 주는 요소인 것이다. 이는 해당입지를 중심으로 바람의 원활한 소통이 발생하지 않아 국지적으로 도시기온이 신선한 바람의 흐름에 영향을 받지 않아 온실효과와 같은 현상을 발생시키게 되며, 이는 결과적으로 국지기온의 상승과 같은 문제를 발생시키게 됨을 의미하는 것이다.

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댐 상류 지역의 하상변화에 대한 연구 (A Study for Riverbed Variation in Upstream of Dam)

  • 최계운;장연규;함명수;황영만
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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    • pp.967-971
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    • 2008
  • 하상변화는 하천정비기본계획을 수립함에 있어 매우 중요한 고려사항 중에 하나이다. 이는 하상의 변화가 이 치수 및 생태계에 있어 큰 영향을 주기 때문이다. 적절하지 못한 하상변화의 예측은 기 축조된 하천구조물의 기능과 안정성을 위협하며, 이는 직접적으로 큰 경제적 피해를 일으킬 수 있다. 특히, 인공적으로 지어지는 댐과 같은 수공구조물의 축조는 하천의 상 하류간의 연결성을 끊어놓음으로서 자연상태에서의 유사이송 변화를 일으키며 이는 하천의 급격한(자연상태와 비교하여 비교적 단시간동안 일어나는) 하상변화의 주 원인으로 작용한다. 본 연구는 댐 축조에 의해 상류지역의 하상이 어떻게 변화하는지를 연구하기 위하여 대상지역으로 충주댐 상류 지역을 설정하였으며, 충주댐 축조 후 1996년 측량자료와 최근의 2007년 측량자료를 수집하여 충주댐 상류구간의 하상변화를 분석하였다. 또한, 현장에서 채취한 하상토 입도분포 자료와 관련 수문자료를 수집하여 Hec-Ras 와 Hec-6 프로그램을 이용하여 하상변화에 대한 모의 시뮬레이션 결과를 측량자료와 비교하여 댐 상류지역의 하상변화 특성을 도출하는 것을 목적으로 하였다.

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하천의 물리적 구조에 따른 하천경관의 선호도 및 시각적 이미지 비교 연구 (A Comparative Study on the Preference and Visual Characteristics of Stream Landscape According to Hydromorpological Structures)

  • 최윤의;이정아;전진형
    • 한국습지학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.301-315
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    • 2013
  • 본 연구의 목적은 다양한 생태적 특성이 나타난 하천구간에 대한 경관의 선호도 및 시각적 이미지 형성에 영향을 주는 물리적 구조 특성을 실증적으로 밝혀내는 것이다. 하천의 물리적 구조 평가를 위해 LAWA기법을 활용하여 하천의 생태성을 평가하고, SD평가법을 통해 하천경관의 시각적 이미지를 조사하여 연구대상지의 물리적 구조 특성에 따른 시각적 이미지 차이를 비교 고찰하였다. 그 결과 생태성이 양호한 구간이 결여된 구간보다 조화롭고 아름다우며 자연적이고 깨끗한 이미지를 형성한다고 밝혀졌으며, 이러한 시각적 이미지에 큰 영향을 주는 물리적 구조는 하천식생 및 횡단형태, 인공구조물의 유무로 나타났다. 본 연구의 결과는 하천복원시 훼손대상지의 생태적 기능과 경관미 향상을 위해 고려해야할 하천의 물리적 구조를 예측하고 제안하는데 기초자료로 활용할 수 있을 것이다.

GPS에 의한 변위 모니터링시스템 개발 (A Development of Displacement Monitoring System by GPS)

  • 최병길;문일용;이수영;김성표
    • 한국측량학회:학술대회논문집
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    • 한국측량학회 2001년도 국제세미나 및 추계학술발표회 논문집
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    • pp.71-82
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    • 2001
  • 인공위성을 이용한 범 지구 위치결정시스템인 GPS(Global Positioning System)는 수 밀리의 정밀도로 정적, 동적 위치측정이 가능한 시스템으로 교량, 건축물, 댐 등 각종 구조물의 미세한 변위를 측정하는데 이용되고 있다. 최근 국내에서도 대형구조물의 변위 측정에 GPS를 활용하려는 시도가 부분적으로 이루어지고 있으나 초보적인 단계이며 체계적인 연구가 이루어지지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 RTK(Real Time Kinematic) GPS로 구조물의 변위를 실시간 측정하고 모니터링 할 수 있는 시스템을 개발하였다. 먼저 예비실험으로 반송파의 차분에 의해서 증폭되는 수신기의 측정잡음 오차, 다중경로 오차, GDOP(Geometric Dilution of Precision)가 RTK GPS의 위치정확도에 미치는 영향을 분석하였다. 그리고, RTK GPS를 이용하여 마포대교를 관측한 결과, 수 센티미터 정도 발생하는 구조물의 변위를 3차원으로 정밀 관측할 수 있었으며, 본 연구에서 개발한 모니터링프로그램을 이용하여 구조물의 거동을 실시간으로 모니터링 할 수 있었다.

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